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科学家通过地壳中发现的微小晶体追踪了地球穿过银河系的路径

这首诗的开头句是“一沙一世界”。 威廉·布莱克,是一个经常使用的短语,也反映了地质学家所做的一些事情。

我们观察小于人类头发宽度的矿物颗粒的成分。然后,我们推断出他们建议思考的化学过程 我们星球的建设 本身。

现在,我们已经将这一分钟的注意力提升到了新的高度,将微小的颗粒与地球在银河环境中的位置联系起来。

放眼宇宙

在更大的范围内,天体物理学家试图了解宇宙以及我们在其中的位置。他们利用物理定律来开发描述天体轨道的模型。

尽管我们可能认为地球表面完全是由内部过程塑造的 地球 毫无疑问,我们的星球本身也感受到了其宇宙环境的影响。这包括 地球轨道的周期性变化、太阳输出的变化、伽马射线暴,当然还有陨石撞击。

只是看着 月亮 鉴于地球的质量是其灰色卫星的 80 倍以上,其坑坑洼洼的表面应该提醒我们这一点。事实上,最近的工作已经指出了陨石撞击对地球的重要性。 地球上大陆地壳的产生,帮助形成漂浮在地球最外层的年轻“种子”。

我们和我们的国际同事团队现在已经确定了这种早期大陆地壳产生的节奏,而这种节奏指向一个真正宏大的驱动机制。这部作品刚刚发表 在杂志 地质学.

地球上地壳生成的节奏

地球上的许多岩石都是由熔融或半熔融的岩浆形成的。这种岩浆要么直接来自地幔(地壳下方主要是固体但缓慢流动的层),要么来自重新加热更古老的预先存在的地壳。当液态岩浆冷却时,它最终会冻结成固态岩石。

通过岩浆结晶的冷却过程,矿物颗粒会生长并捕获铀等元素,这些元素会随着时间的推移而衰变并产生一种秒表, 记录他们的年龄。不仅如此,水晶还可以捕获 其他要素 追踪其父母岩浆的成分,就像姓氏如何追踪一个人的家庭一样。

有了这两条信息——年龄和成分——我们就可以重建地壳产生的时间表。然后,我们可以使用数学魔法来解码其主要频率 傅立叶变换。这个工具基本上可以解码事件的频率,就像解读进入搅拌机的蛋糕原料一样。

我们通过这种方法得到的结果表明,早期地球上地壳的形成有大约 200 亿年的节奏。

我们在宇宙中的位置

但还有另一个具有类似节奏的过程。我们的太阳系和银河系的四个旋臂都围绕银河系中心的超大质量黑洞旋转,但它们的运动速度不同。

旋臂以每秒 210 公里的速度运行,而太阳以每秒 240 公里的速度运行,这意味着我们的太阳系正在银河系的旋臂中进出。你可以把旋臂想象成密集的区域,它会减慢恒星的通过速度,就像交通堵塞一样,只有沿着道路(或通过旋臂)才能畅通无阻。

银河系太阳系轨道上的地质事件
地质事件,包括太阳系穿过银河旋臂时突出显示的主要地壳形成事件。图片来源:NASA/JPL-Caltech/ESO/R。受伤(背景图)

该模型得出太阳系每次进入银河系旋臂之间的时间间隔约为 200 亿年。

因此,地球上地壳形成的时间和绕银河旋臂运行的时间之间似乎可能存在联系,但为什么呢?

来自云端的打击

在我们太阳系的遥远地方,有一团冰冷的岩石碎片云,被称为 奥尔特云 被认为绕太阳运行。

当太阳系周期性地进入旋臂时,它与奥尔特云之间的相互作用被认为会将物质从云中移出,使其更接近内部太阳系。其中一些物质甚至可能撞击地球。

地球受到小行星带岩石体相对频繁的撞击,平均撞击速度为每秒 15 公里。但从奥尔特云中喷射出来的彗星到达速度要快得多,平均每秒 52 公里。

我们认为,正是这些周期性的高能撞击被保存在地壳生产的记录所追踪。 微小的矿物颗粒。彗星撞击会挖出大量地球表面,导致地幔减压融化,这与打开一瓶汽水的软木塞没有太大区别。

这种熔岩富含硅、铝、钠和钾等轻元素,有效地漂浮在密度较大的地幔上。虽然还有很多其他方法 生成大陆地壳,很可能是 影响 在我们早期的星球上形成了漂浮的地壳种子。后来的地质过程产生的岩浆会粘附在那些早期的种子上。

末日的预兆,还是陆地生命的园丁?

大陆地壳在地球的大部分自然循环中都至关重要——它与水和氧气相互作用,形成新的风化产物,含有大多数金属和生物碳。

大型陨石撞击是灾难性事件 可以抹杀生命。然而,撞击很可能是我们赖以生存的大陆地壳发展的关键。

随着近期的通过 星际小行星 穿越太阳系,有些人甚至认为它们 载着生命穿越宇宙.

不管我们是如何来到这里的,在晴朗的夜晚抬头仰望天空,看到星星和它们所描绘的结构,然后低头看看脚下,感受脚下的矿物颗粒、岩石和大陆地壳,真是令人敬畏——确实,所有这些都通过一种非常宏大的节奏联系在一起。谈话

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